[發明專利]利用單線激光雷達校正單目測距的方法及系統

有效

• 申請號: 202110763071.7
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113219475B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 翟涌;石兆寧;張幽彤
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/86;G01S11/12;G06N3/08
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 張陽

本發明提供了一種利用單線激光雷達校正單目測距的方法及系統，該方法包括：獲取所述單目攝像頭采集的圖像；將所述圖像輸入預先訓練的測距神經網絡模型，得到所述圖像中目標的距離信息；所述測距神經網絡模型由訓練數據集、所述多個激光雷達測距確定的全局參考誤差矩陣訓練得到，所述訓練數據集包括多張圖像及各張所述圖像中像素的實際距離。本發明采用激光雷達與單目攝像頭相結合的方式，利用多個激光雷達提供多點的精確距離信息以校正單目測距全局誤差，能夠簡化測距的算法難度，同時提高精度，降低成本，且與各種單目測距算法的融合性好。

技術領域

本發明涉及測距技術領域，具體而言，涉及一種利用單線激光雷達校正單目測距的方法及系統。

背景技術

目前常用的無人車測距方案是將目標從二維圖像映射到三維點云，從而畫出目標在三維空間的位置及邊界，即深度信息主要由不斷旋轉的激光雷達獲取，這對激光雷達的轉速、線束提出了更高的要求，雖然激光雷達精度較好，但成本也大大增加。如果只使用單目測距，現有單目測距的精度不足。

發明內容

本發明解決的是測距方案無法兼顧精度和成本的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種利用單線激光雷達校正單目測距的方法，應用于包括單目攝像頭及多個激光雷達的測距系統，所述單目攝像頭與所述多個激光雷達按預設位置布置，所述方法包括：獲取所述單目攝像頭采集的圖像；將所述圖像輸入預先訓練的測距神經網絡模型，得到所述圖像中目標的距離信息；所述測距神經網絡模型由訓練數據集、所述多個激光雷達測距確定的全局參考誤差矩陣訓練得到，所述訓練數據集包括多張圖像及各張所述圖像中像素的實際距離。

可選地，所述測距神經網絡模型的訓練過程如下：提取所述訓練數據集中的各圖像的像素特征；將所述像素特征對應矩陣、所述圖像的全局參考誤差矩陣耦合后輸入測距神經網絡模型進行訓練，直至損失函數滿足預設終止條件。

可選地，所述單目攝像頭的光軸與各所述激光雷達的射線方向平行布置；至少一個所述激光雷達貼近所述單目攝像頭布置，其余所述激光雷達圍繞所述單目攝像頭均勻布置。

可選地，所述像素特征對應矩陣、所述圖像的全局參考誤差矩陣耦合公式如下：

其中，L_n為耦合后的距離誤差矩陣，γ為修正系數，L₀為所述多個激光雷達測距確定的全局參考誤差矩陣，S_n為圖像中全部像素與圖像中心點的距離組成的矩陣，O_n為圖像中任意模糊圓相對于圖像中心點的模糊圓或者接近圖像中心點的模糊圓的比值組成的矩陣，k1、k2為預先標定的次數，?表示元素積運算。

可選地，將貼近所述單目攝像頭的激光雷達的測距結果與所述單目攝像頭測距結果的誤差作為全局參考誤差L₀＇，將圍繞所述單目攝像頭均勻布置的激光雷達的測距結果與所述單目攝像頭測距結果的誤差作為局部參考誤差L₁,L₀如下：

其中，λ為全局參考誤差與局部參考誤差的影響系數。

可選地，所述方法還包括：將沿徑向的一條直線測量得到的不同位置的誤差進行多項式擬合，確定相對位置的次數k1；將沿軸向的一條直線測量得到的不同位置的誤差進行多形式擬合，確定模糊圓的次數k2。